Comment fonctionne le développement musculaire ? Un voyage dans le monde du muscle.
Comment fonctionne le renforcement musculaire ?
Comment fonctionne réellement le développement musculaire ? On entend souvent des contes de fées, comme par exemple que les muscles se développent par à-coups. Dans le blog d'aujourd'hui, nous allons donc nous pencher sur le développement de la musculature ainsi que sur les processus biologiques de la construction musculaire.
Structure du muscle
Le muscle est constitué de faisceaux de fibres musculaires. Les faisceaux de fibres musculaires sont parmi les "fibres" de chair visibles à l'œil nu et ont un diamètre d'environ 100 à 1000 μm. Les faisceaux de fibres musculaires se composent à leur tour de plusieurs fibres musculaires. Les fibres musculaires sont des cellules musculaires d'un diamètre d'environ 10-100 μm (10-100-10-6 m) et peuvent mesurer plusieurs centimètres de long. La membrane cellulaire de la cellule musculaire s'appelle le sarcolemme et renferme le sarcoplasme (cytoplasme), plusieurs noyaux, des mitochondries, des substances pour l'approvisionnement en oxygène et en énergie ainsi que quelques centaines de myofibrilles.
Chaque myofibrille à l'intérieur de la fibre musculaire est divisée par ce que l'on appelle des disques Z en compartiments d'environ 2 μm de long, les sarcomères. Le (semi-)sarcomère est la plus petite unité contractile du muscle. En observation microscopique (bidimensionnelle), les myofibrilles laissent apparaître des bandes et des lignes alternativement claires et sombres (d'où la musculature striée), dues à l'agencement des filaments de myosine II (épais) et d'actine (mince). Un sarcomère se situe entre deux lignes Z ou, en trois dimensions, entre des disques Z (image ci-dessous).
a) Représentation schématique des principaux composants d'un sarcomère (Pradeep K. Luther 2009)
b) Vue d'un sarcomère à partir d'une coupe longitudinale d'un muscle de poisson au microscope électronique (Pradeep K. Luther 2009)
Le glissement des filaments
La contraction musculaire s'effectue par le glissement des filaments avec de l'énergie sous forme d'adénosine triphosphate (ATP). Les têtes de myosine, avec leur activité ATPase, sont les moteurs. Les filaments d'actine et de myosine d'un sarcomère sont donc disposés de manière à pouvoir glisser les uns dans les autres. Les têtes de myosine se lient aux filaments d'actine selon un certain angle. Grâce à un changement de conformation qui se produit dans la zone du site de liaison et dont l'ampleur spatiale est renforcée par le mouvement conjoint de la zone du col, la tête de la myosine "se plie" et tire ainsi le mince filament sur 4 nm (4 - 10-9 m) avec elle. La tête se détache ensuite, est à nouveau "tendue" pour donner le prochain "coup de rame" après s'être à nouveau liée à l'actine.
Comment fonctionne le renforcement musculaire ?
La construction musculaire consiste à former des protéines musculaires. Cela se fait par le biais de ce que l'on appelle le taux de synthèse des protéines musculaires. En face, il y a le taux de dégradation des protéines musculaires. Si le taux de synthèse des protéines musculaires est plus élevé que le taux de dégradation des protéines musculaires, la production de protéines musculaires est plus importante et le muscle "grandit".
La synthèse des protéines musculaires
La synthèse des protéines se déroule de manière très simplifiée comme suit. L'ADN se trouve dans les noyaux des cellules. L'ADN est une très longue molécule qui se présente chez l'homme sous forme de chromosomes. Le plan de construction génétique de toutes les cellules de l'organisme vivant y est codé. La production des protéines n'a toutefois pas lieu dans le noyau cellulaire, mais à l'extérieur. Cependant, comme l'ADN ne peut pas quitter le noyau cellulaire, l'information de l'ADN doit être copiée. Les informations sont copiées de l'ADN sur ce que l'on appelle l'ARN. Ce processus s'appelle la transcription. Un segment d'ADN qui est "écrit" sur un ARN pour une propriété héréditaire est appelé gène.
Les ARNm (ARN messagers) sont transportés dans le cytoplasme par les pores nucléaires. Dans le cytoplasme, ils se lient aux ribosomes. Les ribosomes traduisent l'information en séquence d'acides aminés de la protéine. C'est ce que l'on appelle la traduction. Les acides aminés nécessaires à la fabrication des protéines musculaires proviennent d'acides aminés libérés lors de la dégradation d'autres protéines ou de l'absorption de protéines par l'alimentation. Les protéines musculaires sont donc construites et détruites à tout moment. Vous fabriquez et dégradez donc des protéines musculaires à l'heure actuelle également.
Une cellule musculaire peut réguler la transcription et la traduction. Cela se fait justement par exemple par des stimuli d'entraînement et de nourriture.